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折射率Refractive Index (RI)的介紹    
折射率可說是寶石的身份證

折射率的介紹

 

折射率可說是寶石的身份證。所謂折射率,簡單地說是”真空中光線行進的速度/測試物中光線行進的速度,這個比值稱為此物質的折射率。

 

行進速度的不同會使得光線在通過兩不同介質的交接面時,改變其行進方向,而兩介質中,行進方向與法線所夾的角度,分別稱為其入射角與折射角,折射角除以入射角,得出來的值就是影響寶石外觀,可以量測出來的折射率。

 

折射率的數值會隨著寶石的成份不同而不同.因此,在不能破壞寶石以做化學分析的前提下,以測量寶石的折射率來判別寶石的種類,可說是相當準確,相當便捷的一個鑑定方法。

 

所以只要是討論寶石鑑定特性的書籍,一定會列出不同寶石的折射率值,此正可顯示折射率值對鑑定上來說相當重要,稱其為寶石的身份證並不誇大。而折射率也大大地影響了寶石的外觀。

折射率越高,會使得通過寶石原石的光線折射程度越大;除此之外,折射率也決定了全反射的臨界角。

全反射指的是介質(寶石)內的光線,當其入射角大到某一角度時,光線透不出寶石,而全數以反射的狀態射回寶石內,而這個會造成全反射的最小角度值,稱為其臨界角,由折射率的大小來決定。

 

寶石的折射率越大,其臨界角會越小,光線也越不容易射出寶石外,而會一直因全反射而停留在寶石內;當光線不斷地在寶石內反射時,會造成寶石光澤相當燦爛的效果,這也是寶石亮麗吸引人的原因。

 

自然界的礦石中,折射率最大的就是鑽石,其折射率高達2.42,其他如鋯石(Zircon),榍石(Sphene),濃綠石榴子石(Demantoid Garnet)等,也都是具有高折射率的寶石,這些寶石的折射率讀數甚至高到讓折射儀無法判讀。

 

利用折射儀鑑定寶石當然不是萬能的,當遇到不同種類的寶石或人造品的折射率讀數相近時,或者上述折射率無法判讀的情況時,寶石的鑑定須配合其他儀器觀察的結果才能下定論,但總結起來,折射率不論是對鑑定上,對寶石的外觀的影響上,都是相當重要的。

 

寶石常數表  

       

晶系

光性

折射率

雙折射率

相對密度

色散

硬度

火歐泊

非晶質

均質體

1.40

-----

2.00

-----

6

歐泊

非晶質

均質體

1.45

-----

2.10

-----

6

黑曜岩

非晶質

均質體

1.50

-----

2.3-2.5

-----

5

莫爾道玻隕石

非晶質

均質體

1.50

-----

2.4

-----

5.5

琥珀

非晶質

均質體

1.54

-----

1.05-1.10

-----

2.5

象牙

非晶質

均質體

1.54

-----

1.38-1.42

-----

2.5

煤精

非晶質

均質體

1.66

-----

1.2-1.35

-----

2.5-3.5

螢石

等軸

均質體

1.434

-----

3.18

0.007

4

方納石

等軸

均質體

1.48

-----

2.28

-----

5.6-6

尖晶石(天然)

等軸

均質體

1.712-1.730

-----

3.60

0.020

8

尖晶石(合成)

等軸

均質體

1.727

-----

3.63

0.020

8

鈣鋁榴石

等軸

均質體

1.74-1.75

-----

3.6-3.7

0.028

7.25

鎂鋁榴石

等軸

均質體

1.74-1.76

-----

3.7-3.8

0.027

7.25

鐵鋁榴石

等軸

均質體

1.76-1.81

-----

3.8-4.2

0.024

7.5

錳鋁榴石

等軸

均質體

1.80-1.82

-----

4.16

0.027

7

釔鋁榴石(人造)

等軸

均質體

1.83

-----

4.58

0.028

8.5

鈣鉻榴石

等軸

均質體

1.87

-----

3.77

-----

7.5

鈣鐵榴石

等軸

均質體

1.89

-----

3.85

0.057

6.5

扎鎵榴石(人造)

等軸

均質體

1.97

-----

7.05

0.045

6

立方氧化鋯(人造)

等軸

均質體

2.15-2.18

-----

5.6-6.0

0.065

8.5

鈦酸鍶(人造)

等軸

均質體

2.41

-----

5.13

0.19

5.5

鑽石

等軸

均質體

2.42

-----

3.52

0.044

10

玉髓(隱晶質)

三方

------

1.53-1.54

-----

2.58-2.64

-----

6.5

石英(水晶)

三方

一軸(+)

1.544-1.553

0.009

2.651

0.013

7

碧璽

三方

一軸(-)

1.62-1.65

0.018

3.01-3.11

0.017

7-7.5

剛玉

三方

一軸(-)

1.76-1.78

0.008

3.99-4.01

0.018

9

鈮酸鋰(人造)

三方

一軸(-)

2.21-2.30

0.09

4.64

0.13

5.5

赤鐵礦

三方

一軸(-)

2.94-3.22

0.28

4.9-5.3

-----

5.6-6.5

方柱石

四方

一軸(-)

1.54-1.58

0.009-0.026

2.50-2.74

0.017

6

鋯石

四方

一軸(+)

1.93-1.99

0.059

4.68

0.039

7.25

金紅石

四方

一軸(+)

2.61-2.90

0.287

4.20-4.30

0.280

6.5

綠柱石

六方

一軸(-)

1.56-1.59

0.004-0.009

2.70-2.90

0.014

7.5

祖母綠(合成)

六方

一軸(-)

1.560-1.567

0.003-0.004

2.65-2.80

0.014

7.5

祖母綠(天然)

六方

一軸(-)

1.566-1.600

0.004-0.010

2.69-2.78

0.014

7.5

黃色綠柱石

六方

一軸(-)

1.567-1.580

0.005-0.006

2.70-2.90

0.014

7.5

海藍寶石

六方

一軸(-)

1.570-1.585

0.005-0.006

2.70-2.90

0.014

7.5

紅粉綠柱石

六方

一軸(-)

1.580-1.600

0.008-0.009

2.70-2.90

0.014

7.5

磷灰石

六方

一軸(-)

1.63-1.64

0.003

3.18-3.22

0.013

5

堇青石

斜方

二軸(-)

1.54-1.55

0.009

2.57-2.61

0.017

7.5

托帕石

斜方

二軸(+)

1.61-1.64

0.008-0.010

3.53-3.56

0.014

8

紅柱石

斜方

二軸(-)

1.63-1.64

0.010

3.18

0.016

7.5

橄欖石

斜方

二軸(+)/(-)

1.65-1.69

0.036

3.32-3.37

0.020

6.5

頑火輝石

斜方

二軸(+)

1.65-1.68

0.010

3.20-3.30

-----

5.5

黝帘石

斜方

二軸(+)

1.69-1.70

0.009

3.35

0.012

6.5

金綠寶石

斜方

二軸(+)

1.74-1.75

0.009

3.72

0.015

8.5

蛇紋石

單斜

-----

1.49-1.57

-----

2.5-2.62

-----

2.5-5.5

正長石和月光石

單斜

二軸(-)

1.52-1.53

0.006

2.56

0.012

6

塊滑石(壽山石)

單斜

-----

1.55

-----

2.70-2.80

-----

1-2

軟玉

單斜

-----

1.62

-----

2.8-3.1

-----

6.5

硬玉

單斜

-----

1.66

-----

3.30-3.36

-----

7

鋰輝石

單斜

二軸(+)

1.66-1.68

0.015

3.18

0.017

7

透輝石

單斜

二軸(+)

1.67-1.70

0.025

3.30

0.013

5

孔雀石

單斜

-----

3.8-4

-----

3.8-4

-----

4

微斜長石

三斜

二軸(-)

2.56

0.003

2.56

-----

6

奧長石(日光石)

三斜

二軸(-)

2.64

0.007

2.64

-----

6

拉長石

三斜

二軸(+)

2.69-2.72

0.009

2.69-2.72

0.012

6

綠松石

三斜

-----

2.4-2.9

-----

2.4-2.9

-----

5.5-6

薔薇輝石

三斜

二軸(+)/(-)

3.4-3.7

0.014

3.4-3.7

-----

6

 

以上資料摘自中國地質大學(武漢)珠寶學院《寶石學基礎教程》 作者:李婭莉、薛秦芳

 

 

 

 

 

 
 
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